Páginas

sexta-feira, 26 de outubro de 2012

26/10 - Estática dá nova dinâmica às roupas eletrônicas

 

A energia gerada pelo material piezoelétrico é reforçada pelos efeitos eletrostáticos, gerando uma tensão e uma corrente significativamente maiores. [Imagem: Kim et al./EDES]

MODA ELETRÔNICA

Os tecidos inteligentes, ou e-tecidos, estão entre os conceitos mais promissores quando o assunto é deixar os equipamentos eletrônicos verdadeiramente portáteis.

De um lado, a eletrônica flexível tem avançado rapidamente, já podendo contar não apenas com fios de algodão que transmitem eletricidade, mas também com transistores de algodão eletrônico.

De outro, o problema é alimentar a eletrônica incorporada nas roupas, o que tem sido feito comnanogeradores, baterias flexíveis e roupas capazes de armazenar eletricidade nas próprias fibras.

Foi neste setor da eletrificação que pesquisadores coreanos conseguiram o avanço mais recente nesse emergente campo da "moda eletrônica".

Híbrido estática-piezoelétrico

Hyunjin Kim e seus colegas da Samsung conseguiram reunir os materiais piezoelétricos - que geram energia a partir do movimento da pessoa que usa a roupa eletrônica - com materiais que capturam a eletricidade estática, que também se acumula com o movimento da roupa.

Nesse sistema híbrido, a energia gerada pelo material piezoelétrico é reforçada pelos efeitos eletrostáticos, gerando uma tensão e uma corrente significativamente maiores.

A parte piezoelétrica usa os já tradicionais nanofios de óxido zinco, usados na maioria dos nanogeradores.

Os nanofios foram incorporados em uma malha feita com fibras artificiais - o tecido propriamente dito - recobertas com prata e, a seguir, com uma película de polietileno.

Eletrizante

Os nanofios piezoelétricos produzem eletricidade quando o tecido da roupa é movimentado, flexionando os nanofios.

Já a eletricidade estática é gerada pelo movimento entre o filme de polietileno e as fibras revestidas com prata.

Com um pedaço de tecido eletrônico de alguns centímetros quadrados, os pesquisadores produziram uma corrente de 2,5 mA, a uma tensão de 8 volts, largamente superior a qualquer outro dispositivo similar.

No experimento de demonstração, o e-tecido gerou energia suficiente para alimentar uma tela de cristal líquido de 9 x 3 centímetros e um LED.

Bibliografia:
Enhancement of piezoelectricity via electrostatic effects on a textile platform
Hyunjin Kim, Seong Min Kim, Hyungbin Son, Hyeok Kim, BoongIk Park, JiYeon Ku, Jung Inn Sohn, Kyuhyun Im, Jae Eun Jang, Jong-Jin Park, Ohyun Kim, SeungNam Chax, Young Jun Park
Energy & Environmental Science
Vol.: 5, 8932
DOI: 10.1039/c2ee22744d

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br

terça-feira, 23 de outubro de 2012

23/10 - Nanotecnologia tapa o Sol com a peneira

Nanotecnologia tapa o Sol com a peneira
Um material praticamente transparente, que absorva a luz visível e deixa de fora o calor é um sonho longamente perseguido pelos cientistas. [Imagem: Ghenuche et al./PRL]
Nanotela
Ela é literalmente uma peneira, ou uma tela, construída com fios muito finos, de forma a criar uma malha muito precisa.
É claro que, dadas as dimensões, tudo deveria receber o prefixo nano: nanopeneira, nanotela, nanofios e nanomalha.
Mas o que importa é que a nanopeneira tem 15% de sua área coberta pelos fios, sendo 85% espaços vazios.
Ainda assim, ela consegue bloquear quase 100% da luz de um comprimento de onda específico que incide sobre ela.
A nanotela foi criada por Petru Ghenuche e seus colegas do Laboratório de Fotônica e Nanoestruturas em Marcoussis, na França.
Segundo eles, é uma "nanotela fotônica", com possibilidades de aplicações em todos os campos da óptica, incluindo filtros de luz e sensores.
Rede de Bragg
Embora pareça absolutamente estranho que um material que é quase todo espaço vazio possa bloquear a luz, essa possibilidade havia sido teorizada há vários anos.
A grande dificuldade era tecnológica, ou seja, como construir o material que os teóricos haviam calculado, o que exige uma precisão muito grande.
A nanotela foi construída com fios de nitreto de silício muito uniformes, medindo 500 nanômetros de espessura e postos paralelamente a uma distância de 3 micrômetros um do outro.
O resultado é uma espécie de "rede de Bragg", pequenas grades difrativas usadas para manipular a luz em diversas situações - a diferença é que a nanotela é 2D, enquanto as redes de Bragg são 3D.
Nanotecnologia tapa o Sol com a peneira
Um dos espelhos mais eficientes já construídos é baseado em uma rede de Bragg. [Imagem: Michael Huang/UC Berkeley]
Espalhamento da luz
O princípio de funcionamento da nanotela também difere de outras formas de manipulação da luz em nanoescala, que geralmente utiliza fios e superfícies metálicas para tirar proveito dos plásmons de superfície.
A nanotela, que é feita de um material semicondutor, funciona como um cristal, com os fios agindo como uma camada atômica que interfere com a luz.
A luz incidente inicialmente é refletida por um nanofio; a seguir, o resultado dessa reflexão é refletido pelos nanofios ao redor, e assim por diante.
Isso cria ondas de interferência construtiva que multiplicam o processo de espalhamento da luz no plano da nanotela, impedindo a passagem da luz de um comprimento de onda específico.
Tapando as cores da luz
A configuração fabricada pelos pesquisadores é precisa para bloquear a luz infravermelha, que é quase inteiramente refletida pelo material.
Assim, não é de todo correto afirmar que a nanopeneira pode "tapar o Sol", uma vez que cada configuração vai bloquear um comprimento de onda específico.
Mas um material praticamente transparente, que possa absorver a luz visível e deixar de fora o calor, é um sonho longamente perseguido pelos cientistas.
Além de filtrar a luz, isso torna possível, por exemplo, evitar danos a células solares ou permitir a criação de janelas de vidro que deixem passar a claridade, mas não o calor.
Como o processo de fabricação da nanopeneira é complicado e delicado, essas aplicações mais corriqueiras terão que esperar por técnicas mais práticas.
Bibliografia:
Optical Extinction in a Single Layer of Nanorods
Petru Ghenuche, Grégory Vincent, Marine Laroche, Nathalie Bardou, Riad Haidar, Jean-Luc Pelouard, Stéphane Collin
Physical Review Letters
Vol.: 109, 143903
DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.14390